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介绍柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地静差。
下面比较一下常规PID控制和不完全微分PID控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节,使得系统性能得到改善,在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。
介绍模糊自适应控制和常规PID的比较,并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的柴油发电机的系统模型的
可见模糊PID控制器和常规PID控制相比,它使得系统响应的超调时间减小,曲线更平整,反应时间加快了,控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点,而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势,是一种性能优良的控制器,所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。
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柴油发电机组接地的目的有三种
为了确保人身和电力系统工作的需要,对发电机组接地有严格的要求。其接地方式有工作接地、保护接地和保护接零三种,接地的目的如下:
1.工作接地
工作接地是将中性点接地,其目的是:
1)降低触电电压。对于中性点不接地的系统,当一相接地而人体触及另外两相之一时,触电电压为相电压的1.7倍以上;而对于中性点接地系统,触电电压就降到接近或等于相电压。
2)迅速切断故障设备。对于中性点不接地的系统,当一相接地时,由于导线和地面存在电容和绝缘电阻,可以构成电流通路,接地电流很小,不足以使保护装置动作而切断电源,不能确保人身。而对于中性点接地的系统,当一相接地后接地电流较大,保护装置会迅速动作,断开故障点。
3)降低电气设备对地的绝缘水平。在中性点不接地的系统中,当一相接地时,将会使另两相得对地电压升高到线电压。而对于中性点接地的系统,当一相接地时,另两相的对地电压只接近于相电压,故可降低电气设备和输电线路的绝缘水平。
2.保护接地
保护接地常用于中性点不接地的低压系统中,它的作用是:当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏使外壳带电时,如果未接地,人体触及外壳,相当于单相触电,就可能发生触电的危险。而如果采用了保护接地,人体触及外壳时,由于人体的电阻与接地电阻并联,由于人体电阻远大于接地电阻,通过人体的电流就很小,就不会发生触电的危险。
3.保护接零
保护接零常用于中性点接地的低压系统中,它的作用是:当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏而与外壳相接时,由于采用保护接零,就形成单相短路,迅速将这一相中的熔丝熔断,外壳便不再带电。即使在熔丝熔断前人体触及外壳时,也由于人体电阻远大于线路电阻,通过人体的电流也很微小,不会发生触电危险。
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选租静音式柴油发电机的有哪些标准
我们在选择静音式柴油发电机时应该有哪些标准呢,下面我来介绍一下。
1.外观要求
(1) 静音柴油发电机的界限尺寸、安装尺寸及连接尺寸均符合规定程序批准的厂品图样
(2)机组的焊接应牢固,焊缝应均匀,无焊穿、咬边、夹渣及气孔等缺陷,焊渣焊药应干净;漆膜 应均匀,无明显裂缝和脱落;镀层应光滑,无漏镀斑点、锈蚀等现象;机组紧固件应不松动。
(3) 静音柴油发电机的电气安装应符合电路图,机组的各导线连接处应有不易脱落的明显标志。
(4) 静音柴油发电机应有接地良好的端子。
(5) 静音柴油发电机标牌内容齐全
2.绝缘电阻和绝缘强度
(1)绝缘电阻:各独立电气回路对地及回路间的绝缘电阻应大于2M
(2)绝缘强度:机组各独立电气回路对地及回路间应能承受交流试验电压1min,应无击穿或闪烁现象。 回路电压 试验电压 <100V 750V ≥100V 1440V
3.相序要求。
静音柴油发电机控制屏接线端子的相序从控制屏正面看应自左到右或自上到下排序。
4.静音柴油发电机维持准备运行状态要求。机组应具有加热装置,保证其应急启动和快速加载时的机油温度、冷却介质温度不低于15℃
5.自动启动供电和自动停机的可靠性检查
(1) 接自控或遥控的启动指令后,柴油发电应能自动启动。
(2) 机组自动启动后第3次失败时,应发出启动失败信号;设有备用机组时,程序启动系统应能自动地将 启动指令传递给另一台备用机组。
(3) 从自动启动指令发出至向负载供电的时间应不超过3min
(4) 静音柴油发电机自动启动成功后,首次加载量应不低于50%标定负载。
(5) 接自控或遥控的停机指令后,机组应能自动停机;对于与市电电网并用的备用机组,当电网恢复正 常后,静音柴油发电机应能自动切换或自动停机,其停机方式停机延迟时间应符合产品技术条件规定。
6、自动启动成功率。自动启动成功率不小于99%。
7、空载电压整定范围要求。机组的空载电压整定范围不小于95%-105%标定电压。
8、自动补给功能要求。机组应能自动向启动电池充电。
9、自动保护功能要求。机组应有缺相,短路(不大于250KW),过电流(不大于250KW),过速,水温缸 温高,油压低保护。
10、线电压波形正弦畸变率。在空载标定电压,标定频率下,线电压波形正弦畸变率<5%。
11、电压稳态调整率 ≤250KW >250KW 3% 2%
12、电压瞬态调整率 ≤250KW >250KW 20% 15%
13、电压稳定时间 ≤250KW >250KW ≤2s ≤1.5s
14、电压波动率 ≤250kw >250kw 0.8% 0.5%
15、频率稳态调整率 ≤250kw >250kw 3% 3%
16、频率瞬态调整率 ≤250kw >250kw 9% 9%
17、频率稳定时间 ≤250kw >250kw 5s ≤5s
18、频率波动率 ≤250kw >250kw ≤0.8% ≤0.5%
19、三相不对称负载下的电压偏差 酒店柴油发电机组在25%的三相对称负载下,在任一相再加25%标定相功率的电阻性负载,机组应能正常工作,线电压的 或小值与三线电压平均值的5%。
20、噪声
在距机组柴油机和发电机1m处的噪声声压平均值: ≤250KW >250KW ≤102db(A) ≤108db(A)
噪音标准:
<45db 居民区的环境噪音,白天不能超过50分贝,夜间应低于45(40)分贝
工作<65 db 一般的人在40分贝左右的声音下可以保持正常的反应和注意力,但在50分贝以上的环境中 工作,时间长了就会出现听力下降、情绪烦躁,甚至会出现神经衰弱等现象。
听音乐80db 儿童80分贝以上噪音环境中生活,造成聋哑者可达50%,噪声级只有在80分贝以下时,才能 保持40年长期工作不致耳聋;在100分贝时,只有60%的人不会耳聋。
如果人长期生活在80分贝以上的环 境里,会引起情绪烦躁、听力下降。噪音对人的中枢神经有损害作用,并且能诱发心血管系统疾病,在强烈的噪音环境中进食,胃肠的毛细血管会发生收缩,消化液的分泌和胃肠的蠕动会减弱,使正常的血供受到破坏。强烈的噪音还会造成妊娠异常、儿童智力发育障碍。所以,日常生活中要尽量减少噪音的 来源和传播。
85分贝以下可造成轻微听力损伤;
85分贝-90分贝可造成少数人噪声性耳聋;
90-100分贝可造成一定数量的噪声性耳聋;
100分贝以上,就会造成相当数量的噪声性耳聋,以上这些属于慢性噪声性耳聋。
105分贝以上--- 5分钟 精神分裂
21、燃油消耗率。机组标定功率在12040KW,机组消耗率≤3.0G/KW.H
23、在标定工况下运行试验 机组在所规定的工作条件下(GB2820中的4.2节),机组能以标定工况正常连续运行12h(其中包括过载10%运行1h),且静音柴油发电机应无漏水和漏气现象。
24、遥控、遥信和遥测性能
(1) 智能型机组
200KW以上的机组应为智能型,其监控内容和接口要求如下:
①遥控:开/关机、紧急停车、切换主备用机组。
②遥信:工作状态(运行/停机)、工作方式(自动/手动)、主要用机组,过压、欠压、过流、频率 ③遥测:三相输出电压、三相输出动电池电压、输出功率。
④接口:应具有通信接口(RS-232和RS-485/422)并能提供完整的通信协议。
(2)非智能型机组
200KW及以下的非智能型机组无遥控、遥信和遥测要求。